projekte:utrak:utrakv2
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| projekte:utrak:utrakv2 [2017/07/14 20:04] – [WSPR-Encoding] thasti | projekte:utrak:utrakv2 [2017/08/30 17:46] (aktuell) – [Elektronik] yc | ||
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| - | ===== uTrak v2 ===== | + | ====== uTrakHF - Ballon-Tracker für Kurzwelle ====== |
| - | **Problem:** APRS-Abdeckung | + | Die bisherigen Missionen haben die Verfolgung als Problem |
| - | **Lösung: | + | |
| - | ==== Elektronik ==== | + | Als Lösung kommt WSPR auf Kurzwelle in Frage. WSPR wird von vielen Funkamateuren automatisiert genutzt, um Ausbreitungsbedingungen zu analysieren, |
| + | |||
| + | ===== Elektronik | ||
| **Konzept: | **Konzept: | ||
| * Komponenten: | * Komponenten: | ||
| - | * GPS und MSP430 sind erprobt von uTrak v1, Teile der Software können weiterverwendet | + | * GPS und MSP430 sind erprobt von uTrak, Teile der Software können weiterverwendet |
| - | * Verzicht auf UKW-Sender | + | * Stromversorgung auf Leiterplatte integriert, keine Extra-Leiterplatten mehr dafür, vereinfacht die Integration |
| - | * Stromversorgung auf Leiterplatte integriert, keine Extra-Leiterplatten mehr | + | * Vorkehrungen für einfache Montage von Solarpanelen |
| - | * Vorkehrungen für einfache Montage von Solarpanelen | + | |
| - | * Programmierbarkeit verbessert (Programmierpins besser zugreifbar) | + | |
| **Energieversorgungskonzept: | **Energieversorgungskonzept: | ||
| - | * Solar als Hauptenergieversorgung | + | * Solar als Hauptenergieversorgung, decken tagsüber den Energiebedarf |
| * Ultracaps als Energiespeicher | * Ultracaps als Energiespeicher | ||
| - | * sind auch bei Kälte top, wichtig bei größeren Höhen | + | * sind auch bei Kälte top, wichtig bei größeren Höhen |
| - | * wegen Geringer Temperatur | + | * wegen geringer Kapazität wird jedoch auf Nachtsendungen verzichtet. |
| - | * 3,3V als einzige geregelte Spannungsebene | + | * Beispiele für mögliche Ultracaps: [[http:// |
| - | | + | * SPV1050 als Solar-Laderegler mit integriertem 3,3V-Spannungsregler ([[http:// |
| - | * SPV1050 als Solar-Laderegler mit integriertem 3,3V-Buck-Boost-Regler | + | |
| - | **Sender Kurzwelle:** | + | **Kurzwellensender:** |
| - | * Si5351 [[https:// | + | * Oft genutzt wird der Si5351 |
| - | * Frequenzauflösung 1,4648 Hz für WSPR erreichbar | + | * Einziges TX-Band |
| - | * Einziges TX-Band 20m | + | * 20mW Leistung |
| - | * Antenne: Halbwellendipol, | + | * Antenne: Halbwellendipol, |
| - | * Ausgangsfilter, | + | * Ausgangsfilter |
| + | * Für mehr Ausgangsleistung werden zwei Ausgänge in entgegengesetzter Phasenlage genutzt und so auch direkt | ||
| + | * Sender und Oszillator sind über einen MOSFET abschaltbar, | ||
| **GPS:** | **GPS:** | ||
| - | * Versorgung komplett abschaltbar gestaltet | + | * Versorgung komplett abschaltbar gestaltet um Startup-Probleme zu verhindern |
| + | * Backup-Pin (Stromaufnahme 15 Mikroampere) wird nicht abgeschaltet, | ||
| - | **MCU:** | + | **Mikrocontroller:** |
| - | * Möglichkeiten zum GPS- und Sender-Abschalten vorgesehen | + | |
| * MSP430 bleibt im Konzept | * MSP430 bleibt im Konzept | ||
| - | * Software kann warten bis Spannung hoch genug ist (TBD) um GPS und Sender (abwechselnd) zu aktivieren | + | * Software kann warten bis Spannung hoch genug ist um dann GPS und Sender (abwechselnd) zu aktivieren |
| - | * eventuell GPS und Sender | + | * Der Sender-TCXO |
| - | * TCXO mit an MCU-Clock-In routen, siehe DominoEX-Mod bei Github | + | * Energiemanagement könnte anstreben, die Nacht zu überleben, um das GPS am Laufen zu halten, dazu extreme Verringerung der Stromaufnahme notwendig |
| - | * Energiemanagement könnte anstreben, die Nacht zu überleben, um das GPS am Laufen zu halten | + | |
| + | ===== Gewichtsbudget ===== | ||
| + | * Elektronik: 1.5 g (Extrapoliert von uTrak) | ||
| + | * Solarzellen: | ||
| + | * Ultracap: 3.1 g (Datenblattwert) | ||
| + | * Dipol: 0.7 g (pi * r^2 * l * rho, r = 0,005 cm, l = 1000 cm, rho = 8,96 g/cm^3) | ||
| ==== Infos ==== | ==== Infos ==== | ||
| + | === Einstieg in WSPR === | ||
| + | |||
| + | * Grundlagen: https:// | ||
| + | * dt. Anleitung der Software: http:// | ||
| + | * Schnelleinstieg: | ||
| + | * Artikel " | ||
| + | |||
| + | === Weiterführende Informationen zu WSPR === | ||
| + | |||
| * WSPR-Encoding: | * WSPR-Encoding: | ||
| * Flight IDs: http:// | * Flight IDs: http:// | ||
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| ===== WSPR-Encoding ===== | ===== WSPR-Encoding ===== | ||
| - | | + | Probleme: |
| - | * Locator im 1. WSPR-Paket hat nur 4 Stellen | + | * Im Protokoll keine Höhenübertragung vorgesehen |
| + | | ||
| + | * Der Locator im 1. WSPR-Paket hat nur 4 Stellen | ||
| Anforderungen an Telemetrie: | Anforderungen an Telemetrie: | ||
| * zwei weitere Grid-Buchstaben sollten übertragen werden | * zwei weitere Grid-Buchstaben sollten übertragen werden | ||
| - | * Höhe sollte wenn möglich auf 100m genau aufgelöst werden | + | * Höhe sollte wenn möglich auf 100m genau aufgelöst werden |
| - | * Temperatur sollte | + | * Temperatur sollte 5°C-Schritte von -45 bis 10 Grad abdecken |
| - | * Solarspannung von 0 V bis 1 V in 0.1 V-Schritten | + | * Solarspannung von 0 V bis 2 V in 0.2 V-Schritten |
| * Batteriespannung von 3.5 bis 5.0V in 0.1 V-Schritten | * Batteriespannung von 3.5 bis 5.0V in 0.1 V-Schritten | ||
| - | Kodierung: | + | Kodierung |
| + | * Rufzeichen und Locator werden wie WSPR-Konform kodiert | ||
| + | * Power-Feld trägt Information über die Temperatur (-45 .. 40°C, 19 Werte) | ||
| + | |||
| + | Kodierung in sekundärem WSPR-Paket: | ||
| + | * Kompatibel mit dem Telemetrieformat nach [[http:// | ||
| * Solarspannung (10 Möglichkeiten) | * Solarspannung (10 Möglichkeiten) | ||
| * Batteriespannung (15 Möglichkeiten) | * Batteriespannung (15 Möglichkeiten) | ||
| - | * Höhe (10 Schritte = 100m Auflösung) | + | * Höhe (140 Möglichkeiten bei 100m Auflösung |
| - | * 1. Buchstabe Locator-Erweiterung (26 Möglichkeiten) | + | * 1. Buchstabe Locator-Erweiterung (24 Möglichkeiten) |
| - | * 2. Buchstabe Locator-Erweiterung (26 Möglichkeiten) | + | * 2. Buchstabe Locator-Erweiterung (24 Möglichkeiten) |
| - | * Temperatur | + | * log2(10*15*140*24*24) = 23,52 von 23,57 bit verwendet |
| - | * 10*15*10*26*26*12 = 12168000 | + | |
| - | ===== Gewichtsbudget ===== | ||
| - | * Elektronik: 1.5 g (Extrapoliert von uTrak) | ||
| - | * Solarzellen: | ||
| - | * Ultracap: 3.5 g (Datenblattwert) | ||
| - | * Dipol: 11 g (pi * r^2 * l * rho, r = 0,02 cm, l = 1000 cm, rho = 8,96 g/cm^3) | ||
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